鞍钢生产实习报告.docxVIP

目录一、引言- 1 -1.1实习摘要- 1 -1.2实习安排- 2 -1.3实习目的- 2 -1.4实习要求- 2 -1.5实习内容- 2 -1.6实习单位概况- 3 -1.6.1 鞍山钢铁集团公司简介- 3 -1.6.2 鞍钢股份有限公司简介- 4 -二、冷轧厂- 4 -2.1冷轧厂简介- 4 -2.2冷轧厂工艺流程- 5 -2.2.1酸洗- 6 -2.2.2冷轧- 7 -2.2.3工艺润滑- 7 -2.2.4退火- 7 -2.2.5平整- 8 -2.2.6镀层、剪切和包装- 8 -三、热轧厂- 9 -3.1热轧厂简介- 9 -3.1.1 1700ASP线- 9 -3.1.2鞍钢1700生产线的工程概况- 9 -3.2工艺流程- 9 -3.2.1 加热炉- 10 -3.2.2定宽压力机- 11 -3.2.3粗轧机E1/R1- 12 -3.2.3飞剪- 13 -3.2.4精轧机- 14 -3.2.5平整机组- 15 -四、炼钢厂- 15 -4.1炼钢厂简介- 15 -4.2工艺流程- 16 -4.2.1转炉炼钢- 17 -4.2.2 RH精炼炉- 19 -五、大型厂- 21 -5.1大型厂简介- 21 -5.2工艺流程- 22 -5.2.1加热炉- 22 -5.2.2万能轧机- 23 -5.2.3预弯机- 23 -六、专业相关知识- 24 -6.1计算机控制系统- 24 -6.2 PLC在钢铁生产中的应用- 25 -6.3执行机构与主要控制系统- 25 -6.4变频器在钢铁行业中的应用- 26 -6.5冷轧板厚度自动控制系统- 26 -6.5.1 厚度偏差形成的原因- 26 -6.5.2厚度控制原理- 27 -6.5.3厚度自动控制系统组成- 27 -6.5.4控制系统说明- 27 -6.6故障诊断- 28 -七、总结与感想- 28 -八、参考文献- 30 - 30 -鞍钢生产实习报告一、引言1.1实习摘要生产实习是我们自动化专业学习的一个重要环节，是将课堂上学到的理论知识与实际相结合的一个很好的机会，对强化我们所学到的知识和检测所学知识的掌握程度有很好的帮助。为期5天的生产实习，我们先后去了鞍钢集团下的炼钢厂，大型厂，冷轧厂，炼铁厂。在实习当中，我们学到了许多课本上没有的知识，真的是受益匪浅。通过生产实习，使我们学习和了解钢铁产品生产的全过程以及生产组织管理等知识，培养树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。生产实习是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，生产实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而生产实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使学生在实践中得到提高和锻炼。 在生产实习过程中学习到了管理人员及工人在工作岗位工作的敬业精神、奉献精神和团队精神等优秀品质精神。首先是喜爱自己的工作岗位，只有非常喜爱工作了才会无怨无悔的去为工作努力付出。然后在工作过程中坚守住自己的岗位，努力的发挥着各自的价值，为公司创造应有的价值，在此过程中提升自己的价值。1.2实习安排实习内容实习时间动员、分组、参加实习讲座5月13号鞍钢冷轧厂参观实习5月14号鞍钢热轧厂参观实习、参加实习讲座5月15号鞍钢炼钢厂参观实习5月16号鞍钢大型厂参观实习5月17号撰写生产实习报告5月18号 26号表1.11.3实习目的通过生产实习，使学生进一步巩固和深化学过的基础理论和专业理论知识。学会运用所学知识分析现场实际问题，为后续课程的学习和毕业设计打下坚实的基础。可以进一步接触和认识社会，树立劳动观念、集体观念、纪律观念和创业精神。1.4实习要求（1）了解钢铁厂各个部门的组成结构。（2）通过现场参观，熟悉生产工艺流程和典型控制系统的构成、功能；了解冶金工业企业的基础自动化、过程自动化、管理自动化系统和生产组织管理系统的组成结构、典型设备。（3）听取相关工程技术人员和企业管理者的报告，了解现代工业企业的各种管理、工艺、控制现状和未来发展趋势。1.5实习内容（1）企业安全教育（2）现场专家工程技术人员讲课（3）参观考察生产流程（4）现场实习1.6实习单位概况1.6.1 鞍山钢铁集团公司简介鞍山钢铁集团公司总部坐落在辽宁省鞍山市，鞍山地区铁矿石资源丰富，已探明的铁矿石储量约占全国储量的四分之一。周围还蕴藏着丰富的菱镁石矿、石灰石矿、粘土矿、锰矿等，为黑色冶金提供了难得的辅助原料。中长铁路和沈大高速铁路穿过市区，大连港、营口港、鲅鱼圈港与海内外相通，交通运输条件便利。 鞍钢始建于1916年，前身是日伪时期的鞍山制铁所和昭和制钢所。1948年鞍钢成立，是新中国第一个恢复建设的大型钢铁联合企业和最早建成的钢铁生产基地，被誉为“中国钢铁工业的摇篮”、“共和国钢铁工业的长子”。60年来，鞍钢为国家经济建设作出了巨大贡献，累计生产钢3.81亿吨、铁3.75亿吨、钢材2.77亿吨；上缴利税1245亿元，相当于国家对鞍钢投入的23倍。鞍钢累计向祖国各地输送了近6万名优秀干部、工程技术人员和技术工人，为各地培养了11万余名各类人才。经过六十年的建设和发展，目前钢铁主业已形成鞍山、鲅鱼圈、朝阳三大生产基地的发展格局，具有钢、铁、钢材2500万吨的综合生产能力，成为以汽车板、家电板、集装箱板、船板、重轨、石油管、管线钢、容器板、冷轧硅钢等为主导产品的精品钢材生产基地。能够生产16大类钢材品种，120个产品细类，600个钢牌号，42000个规格的钢材产品，广泛应用于国民经济各领域。鞍钢全面通过ISO9002质量体系认证，船用钢通过9国船级社认证，石油管通过API认证，建筑材料通过英国劳氏公司CE标志认证书，钢铁主体通过ISO14000环境管理体系认证和OSHMS职业安全健康管理体系认证。钢材产品按国际先进水平标准组织生产有了可靠保证。 鞍钢将认真落实科学发展观，加快推进“四个转变”，即在长大方式上，从投资新建为主向投资新建与兼并重组并重转变；在产业布局上，从内陆发展向沿海发展和国际化经营转变；在自主创新上，从核心技术的“追随者”向“领跑者”转变；在对外输出上，从单一的产品输出向技术输出和管理输出转变。到2015，实现“全面腾飞”奋斗目标，即：年产钢进入世界钢铁行业前10位，成为钢铁业特强、多角化产业协调发展，具有国际竞争力，能够引领世界钢铁工业发展的特大型跨国集团。1.6.2 鞍钢股份有限公司简介鞍钢股份有限公司成立于1997年5月8日，注册资本为72.34亿元。2008年度，鞍钢股份生产铁1607.82万吨，生产钢1599.69万吨，生产钢材1498.49万吨。按中国企业会计准则，鞍钢股份截至 2008 年12月31日止年度，营业收入为79.616 百万元，利润总额为3,842百万元，净利润为2,989 百万元，基本每股收益为0.413元，全面摊薄净资产收益率为5.63%。截至2008年末，鞍钢股份总资产为92,179百万元，股东权益为53,103百万元，每股净资产为7.34元。鞍钢股份拥有鞍钢集团全部焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等整套现代化钢铁生产工艺流程及相关配套设施，并拥有了与之配套的能源动力系统 ，实现了钢铁生产工艺流程的完整性、系统性。鞍钢股份是国内大型钢材生产企业，主要业务为生产及销售热轧板、冷轧板、镀锌板、彩涂板、硅钢、中厚板、线材、大型材、无缝钢管等产品。目前，鞍钢股份有限公司的成员单位有：炼铁总厂、化工总厂、第一炼钢厂、第二炼钢厂、第三炼钢连轧厂、钢材加工中心、热轧带钢厂、中厚板厂、无缝钢管厂、冷轧硅钢厂、大型厂、冷轧厂、线材厂、第一发电厂、供电厂、给水厂、燃气厂、氧气厂、计量厂、设备处、冶金运输厂、原燃料储运分公司、材料储运分公司、质量检验中心、技术中心。二、冷轧厂2.1冷轧厂简介鞍钢股份冷轧厂是中国冷轧板生产的摇篮和诞生地，于 1960 年建成投产，为当时中国第一家冷轧薄板生产厂。1997 年鞍钢股份有限公司成立后，经过不断的技术改造和管理升级，到 2004 年末，鞍钢股份冷轧厂已经成为拥有两条酸洗轧机联合机组、一条盐酸洗机组、两台新型可逆轧机、两条热镀锌机组、两条彩涂机组及后继深加工设备。能够生产热轧酸洗板、冷轧板、热镀锌钢板、彩色涂成板等多元化优质终端产品，以及代表冷轧工艺高水平的 05 级家电板和轿车板。年生产能力达到 350 万吨。产品出口日本、韩国及欧美等 30 几个国家和地区，数量品种不断增加，在国内外冷轧产品的市场占有率稳定提高。主导产品应用于汽车板、家电板及冷轧行业最高级别的轿车 05 级板。 2004 年 8 月开工的新区 2130 冷轧工程，年设计生产能力为 200 万吨，产品主要定位于轿车外板和高档次家电板。整体装备技术达到国际先进水平，投产后将有助于鞍钢冷轧产品档次的进一步提升。冷轧厂针对汽车行业、家电行业、门业、搪瓷业、建筑业、制造业等行业的特点，已经成功地开发了德国标准St系列、日本标准SP系列、超低碳、超深冲IF钢系列、链条用钢系列、低碳低硅冷板系列、搪瓷钢系列、自行车用钢板系列、烘烤硬化钢系列、含磷钢系列、客车车厢用钢板系列、家用电器钢板系列、低合金系列等具有高附加值的冷轧钢板产品。2.2冷轧厂工艺流程冷轧板带钢生产的工序和工艺流程于产品紧密相连，随产品的要求不同工艺流程也有所不同。冷轧板带钢产品以热轧带钢作为原料，因其表面有氧化铁皮，所以在冷轧前要把氧化铁皮清除掉，故酸洗时冷轧生产的第一工序。酸洗后即可轧制，轧制到一定厚度，由于带钢的加工硬化，需进行中间退火，使带钢软化。退火之前由于带钢表面有润滑油，必须把油脂清洗干净，否则在退火中带钢表面形成油斑，造成表面缺陷。经过脱脂的带钢，在代有保护性气体的炉中进行退火。退火之后的带钢表面是光亮的，所以在进一步的轧制和平整时，就不需酸洗。带钢轧至所需尺寸和精度后，通常进行最终退火，为获得平整光洁的表面及均匀的厚度和调节机械性能要经过平整。带钢在平整之后，根据订货要求进行剪切。成张交货要横切，成卷交货必要时要纵切。综上所述，一般用途冷轧板带钢的生产工序是：酸洗、冷轧、退火、平整、剪切、检查缺陷、分类分级以及成品包装。图2-1 冷轧生产工艺流程图图2-2 冷轧工艺流程图2.2.1酸洗当轧完的钢卷放置时，如果不经处理，很容易与空气形成氧化铁，因为空气是带有湿度的，时间一长就会产生锈。所以须用连续酸洗机组去除热轧带卷的表面氧化铁鳞。酸液过去用硫酸，现在多用盐酸。酸洗前先行焊接并卷，有的还经连续“黑退火”。酸洗后进行清洗、烘干和剪边、分卷。图2-3 酸洗线工艺流程图2.2.2冷轧酸洗后的带坯在冷轧机上轧制到成品厚度，一般不经中间退火。五机架连轧机冷轧总压缩率一般为6080%，主要轧制厚度0.33mm的汽车板、搪瓷板和镀锌板。六机架连轧机主要轧制厚度0.150.5mm的镀锡薄板，冷轧总压缩率一般为7090%。轧制中各机架(或道次)压下量分配根据轧机答应的压力、功率和速度，考虑到产量、质量等因素综合制定。2.2.3工艺润滑起润滑和冷却作用。一般用冷却性能好的乳液，轧制薄或硬的金属时用润滑性能好的纯油润滑剂，例如轧制镀锡薄板或不锈钢用棕榈油等。2.2.4退火目的在于消除冷轧加工硬化，使钢板再结晶软化，具有良好的塑性。退火方式有用罩式炉成卷退火和用连续炉退火。成卷退火分为紧卷退火和松卷退火；连续炉退火分为立式连续炉退火和卧式连续炉退火。炉内一般均通入保护气体。目前大多采用罩式炉退火，虽然处理周期长，但因炉子数量多，使用灵活，投资节省。连续炉退火产量大，其中卧式连续炉退火仅用于处理产量少的非凡钢，如硅钢的脱碳退火等。2.2.5平整目的在于避免退火后的钢板在冲压时产生塑性失稳和提高钢板的质量(平整度和表面状况)。平整轧机有单机架可逆式和双机架两种,平整压缩率为0.54%。双机架平整轧机效率高，压缩率大，可同时兼作二次冷轧用，进一步轧薄钢板；如与五机架连轧机配合,可生产0.100.15mm的带卷。2.2.6镀层、剪切和包装图2-4 氧气顶吹转炉炼钢流程 图2-5 冷轧厂工艺流程图三、热轧厂3.1热轧厂简介3.1.1 1700ASP线1700中薄板坯连铸连轧生产线(Angang Strip Production简称ASP)是我国第一条板坯厚度为135mm的连铸连轧短流程生产线，是第一条由国内自行负责工艺设计、设备设计、制造及研制和自主集成自动化系统的唯一一条具有我国自主知识产权的连铸连轧短流程生产线。ASP生产线的开发应用使鞍钢成为一个既能从事大规模钢铁生产又能从事中薄板坯连铸连轧生产线工艺设计、设备制造、自动化系统集成开发、施工、开工试运转系统工程总承包的钢铁企业。同时带动了国内一重、二重等机械制造加工行业及电机制造业的发展。鞍钢ASP工程的成功，标志着我国已成为世界上为数不多的、能进行连铸连轧短流程工艺、设备研制、设计、制造及集成自动控制系统的国家之一。3.1.2鞍钢1700生产线的工程概况（1）生产能力及产品规格该生产线设计能力为年产250万吨。ASP生产线是由2台单机单流铸机和连轧生产线组成。单台铸机设计能力144万吨。实际生产能力已达1495万吨。（2）板坯规格 中薄板坯厚度135mm 宽度900-1550 mm 长度70-156 mm 三炼钢板坯厚度200 mm 宽度900-1550mm 长度40-90 mm 3.2工艺流程加热炉：板坯库入炉侧辊道装料炉门开启，装钢机将板坯装入炉内装钢机托臂退出，炉门关闭出料炉门开启，出钢机托臂伸入炉内出钢机将板坯托出，炉门关闭出炉侧辊道 粗轧：一次高压水除鳞机定宽压力机E1立辊和R1二辊可逆粗轧机E2立辊和R2四辊可逆粗轧机保温罩和事故推钢机 精轧：中间辊道及剪前辊道转鼓飞剪（切头、切尾）精轧除鳞机F1E小立辊F1-F7精轧机组精轧出口测量室 卷曲：输出辊道及层流冷却夹送辊助卷辊打包机运载小车打包机喷号机3.2.1 加热炉四座步进式加热炉，用于轧制前板坯加热和生产缓冲。每座加热炉板坯冷装额定加热能力为350t/h。一期一步建三座加热炉，预留第四座加热炉位置。装炉方式：冷装、热装、直接热装。1#2#3#三座常规步进式加热炉，4#为蓄热步进梁式加热炉炉子有效尺寸（长宽）为50.911.7m钢坯装料温度：冷装：25、占40% 热装：500、占60% 钢坯出钢温度：钢种目标温度20板坯温度均匀性：35（两水梁间板坯表面和中心温差）板坯黑印温差：20板坯长度方向温差：20布料方式：双排料(短尺)、单排料(长尺)。热轧分厂加热炉分为八个供热段进行炉温自动控制，充分适应炉子对不同钢种、规格及产量的变化及板坯长度方向的温度要求，对钢坯实行有效灵活的加热。 3.2.2定宽压力机图3-1 定宽压力机图3-2 定宽压力机示意图作用：布置在一次除鳞机和R1之间，用于粗轧之前的一次减宽。型式：停走式定宽压力机减宽量：0350mm挤压力：最大22000kN每次最大行程挤压长度：428mm挤压次数：42次/min钢坯最大移动速度：300mm/s侧压模块调整速度：44mm/s，单侧主传动：10-4400kW，0-608rpm 设备特点：通过挤压工具（锤头）的形状获得均匀的材料变形。“停走”式操作方式的简单直接的工作原理：挤压工具滑架的低惯量使得动态负载小。设备刚度大，从而具有刚性和低延伸。设备中心固定在基础上，没有挤压操作的力作用在基础上。挤压工具滑架摆动均是滑动或辊子导向。因此整个系统摩擦力小。 由于两个压力杆和两个偏心轴的支撑，因此挤压工具滑架和挤压工具不会翻转。挤压工具平行移动。从而板坯挤压后边部平直。在挤压力方向的所有移动机械部件均由液压平衡。由于锤头与钢坯接触时间短和有效的冷却系统，钢坯温降小，锤头热负荷小，寿命长。3.2.3粗轧机E1/R1立辊轧机用于侧边轧制，板坯经侧边轧制后，可以防止轧件边缘产生鼓形和裂边，并能调节带材的宽度规格，获得宽度均匀、边缘整齐的中间坯，因而可降低金属消耗系数。图3-3 粗轧机图3-4 粗轧机示意图3.2.3飞剪飞剪为双曲柄式，上下曲柄各装一个剪刃。飞剪由两台DC电机，通过齿形接手、正齿轮减速机、齿形接手和曲柄轴驱动，包括报闸。需更换剪刃时，剪刃更换通过插到飞剪旁边的更换装置进行。图3-5 飞剪图3-6 飞剪示意图3.2.4精轧机图3-7 精轧机示意图技术参数：轧制力：F1F4：50000KN每机架F5F7：40000KN每机架轧辊尺寸：工作辊直径：（F1-F4）850/765mm工作辊直径：（F5-F7）700/630mm辊身长度：2550mm支撑辊直径：1600/1440mm工作辊窜辊行程：150mm工作辊弯辊：1500KN（F1F7）液压缸行程：100mm（轧制时50mm）主电机功率：10000KW3.2.5平整机组2250mm热轧带钢厂平整钢卷库内建设一条平整分卷机组。机组采用先进和实用的技术及装备，对热轧后的碳素钢及汽车结构用钢等钢卷进行平整，提高板材表面质量和板形，改善板材的机械性能，也可以作为钢卷分切线使用。四、炼钢厂4.1炼钢厂简介鞍钢股份第三炼钢连轧厂成立于2006年5月19日，是目前国内首条拥有完全自主知识产权的集“炼钢-连铸-连轧”多工艺于一体的现代化大规模钢铁生产线。主体设备包括3座260吨转炉，2座LF钢包精炼炉，2座RH真空处理装置，2台中薄板坯连铸机，一套2150mm热连轧机组，全线由鞍钢自主设计、自主集成、自己施工，设备国内制造，从规划设计到建设投产的全过程，遵循经济效益与环境效益、社会效益的和谐统一，融入了现代循环经济的崭新理念，配套了当今世界最先进的环保设施和能源回收设备，是高效、紧凑、节能和生态保护型的现代化短流程生产线，设计年生产钢750万吨，钢材500万吨。全线由鞍钢自主设计、自主集成、自己施工，设备国内制造，从规划设计到建设投产的全过程，遵循经济效益与环境效益、社会效益的和谐统一，融入了现代循环经济的崭新理念，配套了当今世界最先进的环保设施和能源回收设备，是高效、紧凑、节能和生态保护型的现代化短流程生产线。产品已实现出口欧洲意大利、西班牙、比利时、英国、德国、法国、葡萄牙；亚洲韩国、日本；美洲墨西哥；台湾等国家和地区。作为鞍钢大方坯、厚板坯的主要生产基地，鞍钢股份第一炼钢厂已经能够冶炼出普通结构钢、合金钢、低合金钢、优质钢、超低碳钢、管线钢等370个钢种；开发研制的PD3（200）高强度重轨、S355N磁悬浮列车等钢种填补了国内空白。伴随建立现代企业制度的铿锵脚步，本着顺应时代潮流，不断追求卓越、追求创新的原则，鞍钢股份一炼钢厂正向着世界一流钢铁企业目标昂首挺进。4.2工艺流程流程：矿石-炼铁-炼钢-连铸-轧制从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧坯加热变软，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为150250mm，先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。与热轧相比，冷轧厂的加工线比较分散，冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷，先要经过连续三次技术处理，先要用盐酸除去氧化膜，然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上，开卷机将钢卷打开，然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷，它是根据用户多种多样的要求来加工的。冷轧厂生产各种各样不同品质的产品，那飞流直下，似银河落九天的是镀锡板，那银光闪闪的是镀锌板，有红、黄、兰各种颜色的是彩色涂层钢板。镀锡板是制造罐头和易拉罐的原料，又叫马口铁，以前我国所需要的镀锡板全靠进口，自从武钢镀锡板大量生产后，部分替代了进口货镀锌板的生产工艺有两种，一种是热镀锌，一种是电镀锌。那貌不惊人包装特别的是硅钢片，它们用在发电设备、机电设备、轻工、食品和家电上。用镀锌板作为基材，在反面涂上各种涂料就成为彩色涂层钢板。由于工艺先进，涂层十分牢固，可以直接用于家电产品和作装饰材料。除了板材以外，轧钢厂也生产长材，如型钢、钢轨、棒材、圆钢和线材，它的生产过程和轧钢原理与板材类似，但是使用的轧辊辊型完全不同。在自动化方面控制对象及生产控制流程，炼钢厂连铸机控制对象一般包括大包回转台、中间罐车、煤气烘烤站、结晶器、拉矫机、脱锭机、切割机、窜动台架、辊道、排蒸风机、液压站、仪表站。4.2.1转炉炼钢炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）转炉；按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉；按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。侧吹转炉容量一般较小，从炉墙侧面吹入空气。炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。直立式圆筒形的炉体，通过托圈、耳轴架置于支座轴承上，操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。图4-1贝塞麦转炉结构示意图转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡，且成分也有变化，通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。转炉炼钢设备由转炉主体部分、供氧系统、铁水供应系统、散状原料供应系统，废钢供应设备、铁合金供应设备、出渣和出钢以及铸锭系统、修炉机械设备、烟气净化和回收设备组成。4.2.2 RH精炼炉RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内(真空槽内大约0.67mbar时可使钢水上升1.48m高度)。与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。由于上升管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。同时，进入真空槽内的钢水还进行一系列的冶金反应，比如碳氧反应等;如此循环脱气精炼使钢液得到净化。经RH处理的钢水优点明显:合金基本不与炉渣反应，合金直接加入钢水之中，收得率高;钢水能快速均匀混合;合金成分可控制在狭窄的范围之内;气体含量低，夹杂物少，钢水纯净度高;还可以用顶枪进行化学升温的温度调整，为连铸机提供流动性好、纯净度高、符合浇铸温度的钢水，以利于连铸生产的多炉连浇。4.2.3连续铸钢简称连铸，使钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺。同通常钢锭浇铸相比，具有增加金属收得率，节约能源，提高铸坯质量，改善劳动条件，便于实现机械化、自动化等优点。连铸镇静钢的钢材综合收得率比模铸的约高10%。沸腾钢连铸比较困难，至今尚未成功。近年对沸腾钢成分的钢液进行真空“轻处理”，可以顺利地进行连铸。有色金属的连铸发展比钢铁连铸为早。如在辊式连铸机上，兼有凝固和塑性变形，则称连续铸轧。图4-2连铸工艺流程图由于连铸简化了炼钢铸锭及轧钢开坯加工工序，每吨钢可节约能量（0.150.25）10千卡,如进一步解决铸坯和成材轧机的合理配合问题，热送直接成材，还可进一步节约能源。连铸坯在结晶结构上的主要特点是：连铸工艺使钢水迅速而均匀地冷却，因而迅速形成较厚微晶细粒的表面凝固层，没有充分时间形成柱状晶区；连铸坯断面较小，整罐钢水的连铸从开始到终了的冷却凝固时间接近，连铸坯纵向成分偏析差别可在10%以内，这是模铸钢锭无法与之比拟的；连铸坯不像模铸钢锭那样分单根浇铸，所以可避免形成缩孔或空洞，使金属收得率提高；在塑性加工中，为消除铸态组织所需的压缩比也可较小。连铸机必须与出钢操作密切配合，钢水开始浇入结晶器的同时,一面启动结晶器振动,进行润滑和开放冷却水，一面启动拉坯矫直机拖引锭杆运转，铸坯随引锭杆拉曳前进，铸坯过拉坯矫直机到一定位置后，脱卸并移开引锭杆，铸坯本身由拉坯矫直机继续拉曳。前进的铸坯按定尺长度逐次切割，输送、堆存，待全炉钢水铸完为止。在生产中应力争多炉连铸，以提高经济效益。4.2.3.1钢水成分和温度控制：对钢水成分和温度要有严格的要求。一般用伸入式水口或吹氩密封保护钢流，或两者兼用，以防止钢水二次氧化。钢水含铝高时容易产生粘膜堵塞水口,用定径水口浇铸小方坯,一般控制钢水的含铝量小于0.06%。对铝镇静钢或对含铝量有一定要求的钢种,常从结晶器上口以铝条或铝粒加入钢水,而不经过中间罐水口。钢水浇铸温度一般高于钢的凝固点2050。现在普遍采用浇铸前在钢包内吹氩气搅拌钢水,以使钢水的成分及温度均匀,温度波动可控制到5。五、大型厂5.1大型厂简介鞍钢股份大型厂重轨生产线始建于1953年，是我国恢复建设时期著名的“鞍钢三大工程”之一，在半个世纪里为共和国铁路建设作出了举足轻重的贡献。从1997年到2001年，我国铁路运输实施4次大幅度提速，建成高等级、高速度的铁路大动脉成为我国十五期间铁路发展的重点。顺应这一潮流，鞍钢股份重轨生产线从 2001 年年初开始了历史上最大规模的技术改造。2003年4月1日，中国第一条万能轧制钢轨生产线在鞍钢股份大型厂通过中方验收，正式投入大批量生产。至此，历时两年的两期大规模技术改造，拥有世界先进技术装备水平，集精炼、精轧、精整于一体的高速重轨生产精品基地在鞍钢股份建成。经过两次历史性的技术变革，鞍钢股份跨入了国际先进重轨生产企业行列，建成了拥有世界先进技术装备、集生产与科研于一体的高速重轨精品基地，成为国内重轨生产品种最全、档次最高的钢铁企业。随着国家对铁路系统的电气化改造与全国铁路的提速，列车时速最高可达300千米每小时，一般列车时速也高达120200千米每小时，这样对铁轨有着很高的要求，其所用到的铁轨就是重轨。重轨顾名思义，其长度与重量比一般铁路大，重轨的规格有50M与100M，每米重 60 千克。其轧制要求高，轧制难度大。 鞍钢大型厂的这套重轨生产线属于热轧生产线，其与前面的板材生产类似，但有不同的地方。其生产过程大致如下，下线的红热钢坯经过加热炉后送入1150轧机轧制，再送入1100轧机轧制后，钢坯界面由方形变成“工”型，上两个轧机也称开坯机。后在送入万能轧机进行轧制，轧制后成为生产所需的形状，外形与对称性满足要求。在送入打字机打上钢轨编号，再经过预弯机，矫直机，送入检测中心，后来经过整形，便可以出厂了。5.2工艺流程鞍钢短流程重轨生产线是我国首次依靠国内的技术力量研制和集成的重轨连铸连轧生产线，是国际首创的一套新的重轨短流程生产线，其轧制工艺为国际领先，此生产线中多项工艺技术为国内首创。图5-1大型厂钢轨5.2.1加热炉对于钢坯，轧机对于袋轧钢坯有一定要求，对钢坯温度也有一定要求，故先用加热炉对钢坯进行加热，加热到工艺要求温度，其中应该包含有相应的温度检测环节，同时要考虑温度的大滞后环节。 5.2.2万能轧机万能轧机是整个钢轨轧制生产线最重要的环节之一。万能轧机分为三个部分，第一部分是初轧机，主要任务是将上一道工序的坯料在进行轧制，使其更符合要求规格，钢坯进入初轧机时，形状与要求相差很大，故对于初轧机其轧制力也很大，电机电流也很大，工作频率快。第二部分为加工轧机，用于加工钢轨的边缘，形状，加工“工”型，经过这个轧机钢轨基本成形。第三部分为精轧机，用于对钢轨作最后精加工。 其应用到的控制系统估计有以下几种，有轧制力检测环节，作用同前。位置检测环节也是必不可少的，在万能轧机中轧制过第二部分要往复三次进行轧制，前两次不经过精轧机，第三次经过精轧机，这就需要逻辑控制。此外冷却装置也是必不可少的。控制器的选取上，采用了两种控制器，一种为FEST，主要用于控制一些主令开关，电磁阀，是一种相对粗略的控制。另一种控制器用的是TCS，用于精密的控制，像对电机，电磁阀的控制。5.2.3预弯机钢轨经过轧制后要进行冷却，若不经过处理直接冷却，由于钢铁的热胀冷缩会使钢轨发生弯曲变形，要对其先进行预弯处理。预弯机由39个小调节爪组成，每一个调节爪有一个电机带动，变频器控制电机，由PLC与显示屏组成人机界面，利用触摸向PLC输入预弯数据，控制器控制个变频器工作，此外，为了更好控制电机，采用了一个小的速度反馈控制速度。图5-2 钢坯加热六、专业相关知识通过对鞍钢的六个生产车间的实习参观，我们大体熟悉了生产总的工艺流程，了解了其中应用到的控制系统，我分了几个方面作了简单的总结。6.1计算机控制系统 随着电子计算机的广泛应用，计算机控制系统成为重要的控制系统。在现场参观中我们接触到的控制系统都为计算机控制系统，在这里简单对计算机控制系统加以简介。 计算机控制系统的应用给车间带来很大变化，以往的机械仪表被数字仪表替换，大的继电器式控制柜被小巧的PLC代替，集中的检测控制给操作上带来了方便，计算机控制系统的应用，使得工业生产中的逻辑控制变得更加灵活。 对于一个计算机控制系统，由硬件与软件。硬件上核心是数字控制器，同时，还有信号转换接口，网络接口等。各个检测器输出的是模拟信号，执行机构接受的是模拟信号，而数字控制器应用的是数字信号，接口转换可将这两种信号进行转换，即A/D、D/A转换电路。 计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。工业现场中，执行机构与数字控制器，计算机距离很远，其连接是通过网络进行连接的，常用的是现场总线与以太网。现场总线技术是20世纪80年代中期在国际上发展起俩的一种工业控制技术。通俗地讲，现场总线就是用在现场的总线技术，和计算机内部的总线概念一样，但是由于现场的特殊环境（如温度，安装条件，干扰等等）不同于计算机通常用于室内，为了区别，所以我们把这种总线称为现场总线。现场总线技术实际上是次采用串行数据传输和连接方式代替传统的并联信号和连接方式，它依次实现了控制层和现场总线设别之间的数据传输，同时保证传输实时性的情况下实现信息的可靠性和开放性。一般的现场总线具有以下几个特点：1、布线简单2、开放性3、实时性4、可靠性。工业以太网通俗地讲就是应用于工业的以太网。以太网是目前计算机局域网最常见的通信协议标准，但它是为办公自动化的应用而设计的，并没有考虑到工业现场环境的需求，比如高温、低温、防尘等，所以以太网不能直接应用于环境恶劣的工业现场。所以工业以太网就随之产生了。6.2 PLC在钢铁生产中的应用随着计算机和网络通讯技术的发展，PLC（Programmable Logic Contmller）可编程逻辑控制器）以其强大的功能和高度的可靠性在火电厂控制系统中获得了广泛的应用，它的可靠性关系到火电厂各大系统的安全运行，甚至影响到机组和电网运行的安全性和经济性。其中铁水脱硫处理、连铸、转炉的加料、吹氧、出碴、除尘、水循环等各个环节都采用PLC自动控制系统，实现各个工艺环节的自动控制，电网的波动和中断会影响炼钢的质量。图6-1 PLC控制回路框图6.3执行机构与主要控制系统在工业生产中，应用最多的执行机构是电机与调节阀，正因为这种调节阀，决定了主要的控制系统有以电机为执行机构的电机拖动控制系统与调节阀为执行机构的流量控制系统。 电机拖动控制系统又分为直流调速系统与交流调速系统。电机调速控制系统核心是控制电机转速。对于直流控制系统，控制交直便流系统来控制电机成为常用的控制方式。交流控制系统采用的是变频器控制。电机速度检测是一个重要环节，好的检测环节可以提供好的准确的检测信号，工业上常用的使用光电码盘测速。光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字检测装置，它是一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度或位置（角度）的检测。具有精度高、响应快、抗干扰能力强、性能稳定可靠等显著的优点。 流量控制是通过控制调节阀开度大小来控制流量。6.4变频器在钢铁行业中的应用变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。它的主电路都采用交-直-交电路。变频器在锅炉中的应用（1）锅炉变频补水设备：利用变频器代替老旧的压力罐，可以达到精确的补水压力，节省空间，节省电能。主要材料：空气开关，远传压力表。变频器，接触器，电动机保护器，按钮，指示灯等。（2）锅炉主循环泵变频控制系统：主要利用变频器精确调节主管道的压力，防止爆管。节能节电（3）锅炉风机的变频调节系统：利用传感器，自动稳定在设定的风压值，让锅炉可以更加完全的燃烧，减少电力，煤炭的浪费。（4）炉排变频调速系统：代替原来的电磁调速电机，节约电力。6.5冷轧板厚度自动控制系统6.5.1 厚度偏差形成的原因 冷轧过程中的带钢厚度偏差主要由热轧原料的厚度偏差以及冷轧过程中产生的厚度偏差构成。（1）来料在热轧过程中产生厚度偏差的原因有：1）轧辊偏心；2）带钢头尾部张力的消失；3）带头和带尾的温度差；4）冷却系统造成的温度不均；5）与运输辊道以及冷却辊组接触产生的局部温度偏差；（2）带钢在冷轧过程中产生厚度偏差的主要原因有：1）支撑辊轴承油膜漂移引起的辊缝变化；2）轧辊热变形引起的辊缝偏差；3）轧机机架弹性变形引起的辊缝偏差；4）轧辊偏心；5）带钢张力波动所引起的轧制力变化；6.5.2厚度控制原理（1）厚度偏差的检测目的是掌握轧制过程中每时每刻带钢厚度偏差的大小。（2）厚度偏差的消除根据厚度偏差大小，计算出调节量，输出控制信号，然后根据控制信号，调节机构动作，完成调节过程。图6-2 厚度控制系统6.5.3厚度自动控制系统组成冷轧机厚度自动控制系统由反馈控制回路、前馈控制回路、物流控制以及各种补偿功能构成。自动厚度控制系统的检测仪表由各机架入口、出口张力辊，0#机架前后X射线测厚仪，1#机架后和4#机架后各一台射线测厚仪以及0#机架前后、4#机架后各一台激光测速仪组成。冷连轧机组及检测仪表组成如下图：图6-3 测速仪6.5.4控制系统说明（1）前馈控制利用入口测厚仪，以设定值为标准，检测到未轧制带钢的不规则厚度偏差，将厚度偏差的平均值存入位移寄存器中，并通过该寄存器将这一平均值同步地传递给辊缝。对执行元件进行相应的修正，通过调整张力来消除来料的厚度偏差。（2）反馈控制利用出口测厚仪检测出口带钢的厚度偏差，并取规定长度上厚度偏差的平均值，把这一平均值转换成执行机构的修正值，通过调整张力，把修正值作用于轧制辊缝，以消除轧制厚度偏差。6.6故障诊断 在生产过程中，时时会发生故障，特别对于网络故障，由于网络故障很难查找，为了快速排除故障，设计了故障诊断系统。其工作原理大致如下，通过对参数比对，对系统分段进行查找。经过现场工程师讲解，在实际应用中，对故障诊断主要采用通过检测系统找出故障段，相应的工程技术人员在对故障段进行分